利用脉冲计时阵列探测弹跳宇宙学中的弹跳能量尺度

在本工作中，我们使用最近由脉冲计时阵列（NANOGrav 15年、EPTA DR2、PPTA DR3、IPTA DR2）检测到的纳米赫兹斯格玛波背景，对弹跳宇宙学中的弹跳能量尺度$\rho_{s\downarrow}^{1/4}$进行约束。对该弹跳情景下解析SGBWB光谱进行完整的贝叶斯拟合，首次揭示了两个互异的后验分支于$\rho_{s\downarrow}^{1/4}$和$w_1$之间：一个位于$w_1\approx0.3$附近，另一个在$w_1\gg1$处，其中$w_1$为收缩阶段的方程状态。我们发现，该弹跳模型对六种传统SGBWB来源（SMBHBs、增量GWS、宇宙弦、域墙、一级相变、标量诱导GWS）具有更大的贝叶斯因子，表明当前PTA数据对弹跳假设具有强烈偏好。与更为通用的双增量弹跳情景相比，具体的弹跳实现 yield 更小的贝叶斯因子，表明PTA测量在弹跳尺度明确时施加更严格的约束。此外，两个后验分支揭示了不同的理论前沿。右侧分支（$w_1\gg1$）违反支配能条件（DEC），因此为包含新早期宇宙物理学（如幽灵浓度、更高阶导数或修正引力算子、额外维度效应）的模型提供了直接的经验动力。独立地，两个分支都推断出$\rho_{s\downarrow}^{1/4}$超过普朗克尺度$M_\mathrm{pl}$，表明当前PTA已经探测到了超普朗克的尺度。总之，这些发现为我们了解宇宙学的UV完成情况提供了罕见的观测窗口。我们进一步描述了如何利用归一化流基于机器学习的技术加速PTA数据量增加所需的贝叶斯分析。